700℃超超临界机组高温材料研发的最新进展

尽可能提高电厂效率,大力发展超超临界燃煤火电技术,是当前降低火电CO2排放最现实、最可行、最经济、最有效的途径。实现700℃超超临界技术的关键是开发能够在蒸汽温度700℃条件下长期安全运行的高温金属材料,这些材料必须要具有:(1)耐高温的持久强度;(2)耐烟气侧的高温腐蚀;(3)抗蒸汽侧氧化及氧化层剥落;(4)良好的抗热疲劳性能。为此,介绍了欧盟AD700和COMTES700等计划,以及美国和日本的700℃超超临界计划对高温材料研发的最新进展,其中包括材料试验、高温材料部件挂炉试验结果和示范厂计划。与此同时,还就高温金属材料用于700℃超超临界机组的制约因素的解决方案进行了探讨。     

700℃超超临界机组高温材料研发的最新进展

尽可能提高电厂效率,大力发展超超临界燃煤火电技术,是当前降低火电CO2排放最现实、最可行、最经济、最有效的途径。实现700℃超超临界技术的关键是开发能够在蒸汽温度700℃条件下长期安全运行的高温金属材料,这些材料必须要具有:(1)耐高温的持久强度;(2)耐烟气侧的高温腐蚀;(3)抗蒸汽侧氧化及氧化层剥落;(4)良好的抗热疲劳性能。为此,介绍了欧盟AD700和COMTES700等计划,以及美国和日本的700℃超超临界计划对高温材料研发的最新进展,其中包括材料试验、高温材料部件挂炉试验结果和示范厂计划。与此同时,还就高温金属材料用于700℃超超临界机组的制约因素的解决方案进行了探讨。     

国外超临界参数电站锅炉的现状与前景

火力发电机组向大容量高参数单元机组发展,这是各个工业发达国家电力工业的共同趋势。提高机组的蒸汽参数能增加热效率。蒸汽压力由170公斤/厘米~2提高到246公斤/厘米~2,机组的热效率可提高2%,过热蒸汽和再热蒸汽温度由540℃提高到560℃,机组热效率可提高1%,采用二次再热,机组热效率可提高1.5—2.0%。自世界上第一台超临界参数火电机组1956年在西德问世以来(表1),超临界参数火电机组在美国、苏联、日本等国得到发展和应用,目前全世界约有四百余台超临界参数的火电机组,总容量为2亿千瓦左右。其中美国180多台,最大容量为130万千瓦;苏联160多台,最大容量为120万千瓦;日本70多台,最大容量为100万千瓦;西德20多台,最大容量为75万千瓦。     

大容量汽轮机设计方案

就大机组的热力系统和蒸汽参数的变化对其热效率的影响作了分析，通过３种不同的方案进行了详细比较，一台超临界压力的８００ＭＷ机组的热效率可比亚临界压力的６００ＭＷ机组的高３％，如将超临界蒸汽参数从２４０ｂａｒ，５４５／５６５℃提高到３００ｂａｒ，５８０／６００℃，其热效率可进一步提高３．２％，文章用大量篇幅阐述了在提高蒸汽参数的条件下，汽轮机的结构的改进和高强度耐热合金的应用等。     

630～650℃参数机组锅炉关键材料分析

提高燃煤发电机组效率是我们不懈的追求,国内正在研发630～650℃超超临界机组(ultra supercritical,USC),而蒸汽参数的提高离不开材料技术。本文对国内外超超临界燃煤机组锅炉耐高温材料的现状以及材料发展的沿革进行了回顾,分析了现有材料对机组参数进一步提高的限制因素,并对国内外研发中的新材料进行了分析介绍,对630～650℃超超临界机组锅炉关键耐高温材料进行了分析。     

国际700℃燃煤超超临界发电技术研发进展

700℃等级先进超超临界机组的研发,从1998年欧洲实施AD700计划开始,之后美国、日本等国相继实施本国计划,至今已有14年的时间.在700℃燃煤发电技术高温材料研究和关键部件研制进展上,日本、欧洲和美国均已取得重要进展.就欧洲、日本、美国等国在700℃超超临界燃煤发电技术研发领域的最新进展情况进行介绍,以便更好地推进我国700℃超超临界燃煤发电技术创新工作开展.     

压水堆核电AP1000二回路系统与1000MW超超临界机组热力系统的比较

文章介绍了压水堆核电AP1000与1000MW超超临界机组热力系统及主要参数,并从郞肯循环、末级叶片、旁路系统、效率与流量方面进行了比较。AP1000二回路蒸汽参数比超超临界机组蒸汽参数低,其汽轮机旁路系统功能多、容量大,AP1000系统的热效率为36.6%,而1000MW超超临界火电机组电厂热效率可达45%以上。     

超超临界660MW锅炉选型优化技术研究

<正>1国内外火电机组状况日本20世纪70年代之后,新增加的大容量机组基本上以超临界机组为主,超临界机组和超超临界机组的容量已占全国容量的61%以上;德国近几年建造的超临界及超超临界500～1000 MW机组,蒸汽参数为26 MPa/540～580℃/560～600℃,机组净热效率最高可达45.5%;意大利、丹     

超超临界压力二次再热机组

<正> 为了进一步提高机组热效率,就现有技术可能达到的实用蒸汽参数,从技术可靠性和经济性观点出发,经研究决定在川越火力发电厂1、2号机组中采用蒸汽参数为31MPa、566/566566C 的超超临界压力二次再热的方案。预计1号机组在1989年7月、2号机组在1990年7月开始投运,目前正在制造中。该型机组的热效率约为42%(发电机出线端),与以前的蒸汽参数为24.13MPa、538566(?),热效率约40%的机组相比,相对提高幅度较大,约5%。另外,由于采用滑压运行,将提高其在部分负荷下的热效率。下面说明这种超超临界压力机组的技术特点。     

日本将发展低NO_x特超临界调峰机组

美国曾于1962年在Eddystone电站建成了世界上蒸汽参数最高的特超临界机组(34.7MPa/665℃/665℃),但此后这类机组并未得到推广,原因是这样高的参数对金属材料要求十分严格,机组可用率低,维修费用庞大,以致无法补偿其热效率高而取得的经济效益。事隔廿多年后,日本中部电力公司所属的川越电厂分别于1989年及1990年建成两台容量为700MW,     

Review of the coal-fired,over-supercritical and ultra-supercritical steam power plants

The article presents a review of developments of modern high-capacity coal-fired over-supercritical (OSC) and ultra-supercritical (USC) steam power plants and their implementation. The basic engineering solutions are reported that ensure the reliability, economic performance, and low atmospheric pollution levels. The net efficiency of the power plants is increased by optimizing the heat balance, improving the primary and auxiliary equipment, and, which is the main thing, by increasing the throttle conditions. As a result of the enhanced efficiency, emissions of hazardous substances into the atmosphere, including carbon dioxide, the “greenhouse” gas, are reduced. To date, the exhaust steam conditions in the world power industry are p ₀ ≈ 30 MPa and t ₀ = 610/620°C. The efficiency of such power plants reaches 47%. The OSC plants are being operated in Germany, Denmark, Japan, China, and Korea; pilot plants are being developed in Russia. Currently, a project of a power plant for the ultra-supercritical steam conditions p ₀ ≈ 35 MPa and t ₀ = 700/720°C with efficiency of approximately 50% is being studied in the EU within the framework of the Thermie AD700 program, project AD 700PF. Investigations in this field have also been launched in the United States, Japan, and China. Engineering solutions are also being sought in Russia by the All-Russia Thermal Engineering Research Institute (VTI) and the Moscow Power Engineering Institute. The stated steam parameter level necessitates application of new materials, namely, nickel-base alloys. Taking into consideration high costs of nickel-base alloys and the absence in Russia of technologies for their production and manufacture of products from these materials for steam-turbine power plants, the development of power plants for steam parameters of 32 MPa and 650/650°C should be considered to be the first stage in creating the USC plants as, to achieve the above parameters, no expensive alloys are require. To develop and construct OSC and USC head power plants, joint efforts of the government, experts in power industry and metallurgy, scientific institutions, and equipment manufacturers are required.     

超临界蒸汽参数发电技术发展评述

基于水蒸气动力循环的热力学原理,采用技术与经济性并重的方法对超临界参数发电技术的现状与预期前景进行了讨论。随蒸汽初参数的提高,再热次数增加,机组效率均将提高,但同时机组造价也同步增加。提高蒸汽温度对机组效率的贡献大于提高蒸汽压力对效率的贡献。应从技术与经济性权衡整体效益,实现机组的系统优化设计,降低建造成本。探讨了当蒸汽温度达到700℃后采用无再热的简单热力循环系统的设想。     

云浮电厂汽轮机润滑油水分超标的分析与治理

云浮电厂C厂2×300 MW“上大压小”循环硫化床燃煤发电工程5号、6号机组汽轮机自调试试运以来,在运行中一直存在润滑油水分超标的问题.为解决此问题,对轴封系统的运行参数、冷油器、油净化装置及油挡齿、外轴封齿的碰磨情况进行了仔细检查,通过采取加强对油净化装置的监控、适当调低轴封压力、防止冷油器渗漏、增加轴封加热器风机出...     

大型燃煤电站锅炉能效评价与节能分析

为了分析燃煤发电能量转化与传递过程中的能效情况,挖掘燃煤发电机组的节能减排潜力,利用热平衡和㶲平衡的对比分析,揭示燃煤发电过程热损失和㶲损失的内在联系,进而揭示燃煤发电过程节能潜力的分布情况。基于节能潜力分布情况,深入讨论采用空气分级提高热风温度、富氧燃烧、降低过量空气系数和提高主蒸汽/再热蒸汽参数等节能技术方案,以确定分别降低燃烧㶲损失、传热㶲损失以及其他主要㶲损失的效果。研究表明,提高热风温度、提高空气含氧量、提高主蒸汽/再热蒸汽温度、提高主蒸汽压力等方案,可分别降低燃煤发电机组供电煤耗6~9、6~10、11和5~12g/(kW·h),为燃煤发电节能减排技术的进一步发展指明方向。     

扩容蒸发式光煤互补发电系统变辐照特性研究

为避免槽式太阳能集热器内变热流量传热和汽液非均匀分布产生,提出了扩容蒸发式太阳能蒸汽发生系统。采用NASA SSE6.0数据库收集的辐照数据,将扩容蒸发式太阳能直接蒸汽发生系统与燃煤机组互补组成复合发电系统,建立复合发电系统的变工况计算模型,并以600 MW机组为例进行了复合发电系统变辐照情况下的日、月、年热力性能分析。研究结果显示：复合发电系统日发电功率与辐照强度曲线变化趋势类似,各月复合发电系统的发电量呈现出夏季较高的趋势,6月份达到峰值2.95×10⁸ kW·h,集热场效率与其趋势相反,机组热功转换率夏季较高,全年为32%~35%;太阳能平均热功转换效率为22.5%,研究结果可为太阳能与燃煤机组互补发电系统的工程应用提供新的方向和思路。     

当前我国燃煤火电机组降低CO2排放的途径

从我国的能源结构和CO2排放及气候变化的现实出发,分析了我国燃煤火电技术的发展方向,即在不可能短期内改变我国能源和电源结构的情况下,我国火电应当怎样应对减排CO2的压力和挑战。虽然现在正在开发的碳捕获和封存技术（carbon capture and storage,CCS）有可能达到CO2接近零排放,但在CCS技术能够得到大规模推广应用之前的一个相当长的时期,目前最可行、经济、可靠的燃煤机组CO2减排的途径是坚持“上大压小”政策大力发展大容量高效率超临界/超超临界机组,通过技术创新提高现有火电厂效率,提高现有600 ℃超超临界机组的净效率,开发先进的37.5 MPa/700 ℃/720 ℃/720 ℃双再热机组,将1 000~1 500 MW超超临界机组净效率提高至53%以上。     

地热发电简述

目前世界上实际能利用的地热资源很少,主要限于蒸汽田和热水田,这两者统称为地热田。地热蒸汽田以蒸汽为主,温度较高,一般为160℃以上,可将地热蒸汽田的蒸汽直接引入普通汽轮机发电。地热热水田则以热水为主,温度较低,一般为50～160℃,这就需要将地热水中的热能转换成地热蒸汽引入普通汽轮机发电。地热电站既没有燃料运输设备,也没有庞大的锅炉设备,所以也就没有灰渣和烟气对环境的污染,是比较清洁的能源。地热发电站发电后排出的热水,可供诸如采暖、医疗、洗涤、提取化学物质和农业养殖。地热发电成本较水电、火电都低。     

电站锅炉排烟余热能级提升系统分析

将排烟余热用于加热凝结水,参与蒸汽回热循环,是电站锅炉排烟余热有效的利用途径之一。该文利用分析方法,建立电站锅炉排烟余热利用的通用收益模型,分析传统电站锅炉排烟余热利用系统,指出空气预热器存在较大损的缺陷。将空预器单元引入系统,组建了电站锅炉排烟余热能级提升系统,并结合某超临界1000MW机组热力参数,对其进行了收益分析计算。结果表明,排烟温度降低35℃,由于空预器单元 损失下降,与传统排烟余热利用系统相比,能级提升系统利用烟气的能级提升了1倍,机组效率提高了0.75%。     

太阳能与燃煤耦合发电集成方式研究

太阳能和常规的燃煤电厂耦合,可以提高燃煤电厂的效率,减少化石燃料的使用,达到保护环境的效果;同时,可以弥补太阳能热发电的不足。通过对太阳能集热场替换回热抽汽的分析,得到其对原燃煤机组效率、汽耗率等的影响;并探讨了太阳能与燃煤耦合发电的不同集成方式对于燃煤机组的影响。研究结果表明：太阳能集热场与H1高压加热器并联为最佳方案,对原燃煤机组增益最大,效率由原来的42.90%提高为44.78%,提高了1.88%;标准煤耗率由原机组的0.286 7 t/h降低为0.274 6 t/h,降低了0.012 1 kg/k Wh。     

背压式汽轮机驱动给水泵在热电厂的应用

根据生产系统实际情况及供热量较大的特点,运用“热功联产”方式,将给水泵由大功率电机带动改造为低参数背压式汽轮机驱动．充分利用了原除氧加热蒸汽的节流损失,系统具有较高的运行效率．该改造项目是热电厂节能降耗的有效途径。